Il y a une décennie, alors qu'il était encore titulaire d'un doctorat. étudiant à l'Université Cornell, Zac Manchester a imaginé de construire des satellites à l'échelle d'une puce qui pourraient travailler ensemble pour étudier la Terre ou explorer l'espace. Le 3 juin, alors que le centre de recherche Ames de la NASA annonce le déploiement réussi du plus grand essaim de ChipSats de l'histoire, Manchester, maintenant professeur assistant à Stanford, envisage déjà l'avenir de cette technologie.

"C'est comme la révolution du PC pour l'espace, " dit Manchester, qui a rejoint la faculté d'aéronautique et d'astronautique l'année dernière. "Nous avons montré que c'est possible pour des essaims de bon marché, de minuscules satellites pour effectuer un jour des tâches désormais effectuées par de plus grands, satellites plus coûteux, ce qui rend abordable pour à peu près n'importe qui de mettre des instruments ou des expériences en orbite."

L'équipe de Manchester a déployé 105 ChipSats en orbite terrestre basse le 18 mars et, le lendemain, détecté les signaux qu'ils s'envoyaient, démontrer leur capacité à communiquer en groupe, une condition préalable pour fonctionner comme un essaim. Depuis cette époque, les chercheurs ont travaillé avec la NASA pour terminer la première phase de l'analyse des données de la mission.

Petit et pas cher

Chaque ChipSat est un circuit imprimé légèrement plus grand qu'un timbre-poste. Construit pour moins de 100 $ pièce, chaque ChipSat utilise des cellules solaires pour alimenter ses systèmes essentiels :la radio, microcontrôleur et capteurs qui permettent à chaque appareil de se localiser et de communiquer avec ses pairs. À l'avenir, Les ChipSats pourraient contenir une électronique adaptée à des missions spécifiques, a dit Manchester. Par exemple, ils pourraient être utilisés pour étudier les conditions météorologiques, migrations animales ou autres phénomènes terrestres. Les applications spatiales peuvent inclure la cartographie des caractéristiques de surface ou de la composition interne des astéroïdes ou des lunes en orbite autour d'autres planètes.

"Le plus gros coût de l'exploration spatiale est le lancement, et nous essayons de créer le plus petit, plate-forme satellitaire la plus légère capable d'effectuer des tâches utiles, ", a déclaré Manchester.

Les ChipSats étaient des prototypes conçus dans le seul but d'orbiter autour de la Terre pendant quelques jours avant qu'ils ne brûlent en rentrant dans l'atmosphère. Mais les données glanées lors de cette expérience - le plus grand déploiement simultané des plus petits satellites fonctionnels jamais construits - ont permis de valider l'objectif de Manchester de franchir une nouvelle étape dans la miniaturisation de la technologie satellitaire.

Depuis le lancement de Spoutnik en 1957, les nations - et plus tard les entreprises - se sont précipitées pour mettre des satellites en orbite à des fins militaires et civiles. Cependant, à 10 $, 000 pour mettre une livre de charge utile dans l'espace, les coûts de lancement ont toujours constitué une énorme barrière à l'entrée. Mais en 1999, une percée s'est produite lorsque des chercheurs de Stanford et de la California Polytechnic State University ont défini et popularisé le CubeSat :une lumière, Conteneur de 4 pouces cubes pouvant transporter une mission scientifique à petite échelle. Les CubeSats s'alignaient parfaitement sur l'objectif de la NASA de développer de plus petits, des missions moins coûteuses pour donner à plus de chercheurs une chance de dépasser la barrière des coûts et d'envoyer des expériences dans l'espace.

Chemin vers le succès

En 2009, tout en étudiant avec le professeur Cornell Mason Peck, Manchester a imaginé comment transformer l'essence électronique d'un satellite en un appareil encore moins cher et plus facile à construire qu'un CubeSat. En 2011, il a financé son projet en le mettant sur Kickstarter.com, collectant rapidement environ 75 $, 000 auprès de 315 contributeurs, et ce qu'il appelait initialement le projet KickSat était né. "Je veux que ce soit assez facile et abordable pour que tout le monde puisse explorer l'espace", c'est ainsi que Manchester l'a dit à l'époque.

Depuis, il a poursuivi cette vision à travers des séjours de recherche à Harvard et à la NASA Ames avant de venir à Stanford. Il a eu des déceptions. En 2014, Le premier projet KickSat de Manchester a été lancé dans l'espace avec 100 ChipSats, mais un problème a fait que les satellites expérimentaux sont rentrés dans l'atmosphère et ont brûlé avant de pouvoir être déployés.

Intrépide, Manchester et ses collaborateurs de Cornell, Carnegie Mellon et la NASA Ames ont repensé les ChipSats pour la récente mission. Ils ont emballé 105 ChipSats dans un vaisseau-mère CubeSat appelé KickSat-2, qui a été lancé vers la Station spatiale internationale le 17 novembre. Pendant des mois, Manchester a attendu le feu vert de la NASA pour déployer les ChipSats à l'intérieur de Kick-Sat-2 en orbite terrestre basse.

Ce moment est enfin arrivé, lorsque les commandes de déploiement ont été transmises depuis l'antenne parabolique de 60 pieds derrière le campus de Stanford. Une autre journée anxieuse s'est écoulée avant que Manchester n'apprenne que l'antenne parabolique sensible avait détecté les faibles signaux des ChipSats, ce qui signifiait qu'ils étaient opérationnels. Manchester a travaillé avec des collaborateurs du monde entier pour suivre les ChipSats au fur et à mesure qu'ils transmettaient des données jusqu'à ce qu'ils rentrent dans l'atmosphère et brûlent le 21 mars.

Fort de ce succès, Manchester a déclaré qu'il continuerait à travailler vers un avenir proche dans lequel les étudiants, les amateurs et les citoyens scientifiques du monde entier peuvent construire et lancer leurs propres missions de satellites minuscules aussi facilement qu'ils pourraient maintenant piloter un drone.